16.梯度折射率光纤模式.doc

引言BPM 光纤是用于制造光纤定向耦合器和用于发射和从集成光波导在其中一个小的长纤维是采用一个设备接收的光的任何装置的一个重要组成局部，以模拟为一个纤维所需的唯一特性是有效模指数和模场分布。 本课介绍了如何使用3D模式求解器的设计和表征渐变折射率光纤。  在您开始这一课 熟悉在第1课的程序：入门。分级指数 - 核心光纤BPM渐变折射率芯纤维与 -在纤芯折射率分布通常期望在电信，比如移位的零色散波长以1.55 microns.We将展示设计为一个三角芯光纤多个应用程序= 1。我们也将在3D模式求解的结果与OptiFiber测试的有限差分法比拟。光纤参数和三角芯光纤的折射率分布BPM纤芯半径：  米芯的折射率：包层的折射率：波长：  米    图1：一个三角芯光纤的折射率分布    该程序是： 创建材料定义用户变量定义用户功能定义用户定义的配置文件定义布局设置创建线性波导纤维设定模拟参数查看折射率分布XY切计算模式用户功能简介BPM三角芯纤维可以被定义为：   为了实现在用户功能简介上面的公式，我们将首先解释了用户变量和用户功能见表12。     表12：用户变量和用户功能  因此，三角芯纤维的公式可以定义如下：  的限制，如下所示：  开发用户自定义配置文件BPM为了定义配置文件，请执行以下步骤。 创建材料  步行动1从文件菜单中选择新建。牛逼，他的初始属性对话框出现。2单击配置文件和材料。 他个人设计师打开。3在材料文件夹，右键单击该介质文件夹并选择新建。 他介质对话框。4创建下面的电介质材料：某某：包层二维各向同性标签折光率回复：三维各向同性标签折光率回复：5点击S 撕毁。 他新的电介质材料储存在资料夹中。     定义用户变量  定义内表12中标识的用户变量和在公式1和公式2中，执行下面的过程。  步行动1在配置文件设计器中，选择工具>编辑变量和函数。  他变量和函数对话框出现。2在用户变量选项卡中，键入以下内容：产品名称：n_core表达式：3点击确认，以确保表达是准确的。  他变量出现在值字段参见图2 。4单击添加/应用。  下，他出现变量用户变量下表选项卡  参见图URE 2 。   定义所有的变量后，  用户变量 表出现如图2所示。   图2：定义用户变量用户定义函数BPM定义内表12和在公式1和公式2所确定的用户的功能，执行以下过程。 步行动1在配置文件设计器中，选择工具>编辑变量和函数。  他变量和函数对话框出现。2在用户功能选项卡，键入以下内容：功能说明：台达n_core，n_cl表达式：n_core * n_core-n_cl * n_cl/ 2 /n_core * n_core3点击确认，以确保表达式是准确的。4单击添加/应用。  下出现，他的功能用户功能/ DLL的选项卡下表中  见图3。   定义所有的变量后，用户变量表出现如图3。   图3：定义用户功能 定义用户定义的配置文件BPM 步行动1在配置文件设计器中，右键单击该配置文件的文件夹，并选择  用户功能简介 > 新建。  他用户功能配置文件对话框出现。2输入/选择以下内容： 个人资料某某：摹radedFibre功能规格：FGRX，Y函数体：n_core * SQRT1-2 *三角洲n_core，n_cl*POWRX，Y/半径，13选择使用的限制，并键入以下内容： 使用限制：X * X +Y-Y0*Y-Y0<半径*半径4就在下面的关联配置文件功能选项卡中单击相应的协会细胞： 说法：x协会：_dx说法：ÿ协会：_y5点击确认。6点击S 撕毁。 该关联被存储在纤维剖面见图4。7关闭配置文件设计。    图4：用户函数文件对话框定义布局设置BPM 步行动1在布局设计中，选择编辑 > 晶圆属性。2输入/选择以下内容： W 一个FER尺寸标签长度微米：100宽度微米：302D晶圆属性选项卡材料：覆3D晶圆属性选项卡 包层材料：覆厚度：基板材料：覆厚度：303单击确定以应用布局设置。创建线性波导光纤BPM要创建线性波导光纤，请执行以下步骤。 步行动1在布局，绘制一个线性波导。2要打开波导的属性对话框中，在波导双击。  他线性波导属性对话框出现。3在直线波导属性对话框中，输入/输入以下命令：开始偏移量：水平：0垂直：0完毕偏移量： 水平：100垂直：0宽度：简介：摹radedFibre4单击OK确定。5将输入的平面。6保存该项目。设定模拟参数BPM要设置仿真参数，请执行以下步骤。 步行动1在仿真参数对话框，单击三维各向同性选项卡。2输入/选择以下内容： 点的网格数点的数目/米X：10Y：10V IEW切个网格状的Pt：151网格点：1513单击OK确定。查看折射率分布XY切BPM要查看的折射率分布，请执行以下步骤。 步行动1从布局设计，选择折射率标签。2点击参考。折射率n - 3D XY平面视图选项卡见图5。 注意：要查看调色板，单击调色板 按钮。 增加比照度，右键单击图形。选择数据夹紧设置，取消选择自动缩放，然后键入以下设置：规模最小：规模最大：单击OK确定。    图5：折射率 - 3D XY平面视图  3点击平面视图按钮参见图3D工具栏，如图6的平面视图按钮来查看2D折射率分布在X和Y方向见图7和图8。4在图表上单击鼠标右键，然后选择显示切片选择。    图6：3D走势图工具栏上的平面视图按钮  图7：折光-2D X方向   图8：折光-2D Y方向计算模式BPM为了计算模式，请执行以下步骤。 步行动1把一个输入平面布局。2双击输入平面，以获得输入平面对话框。3选择模式开始的领域。4选择输入字段的3D选项卡。5单击编辑。  他编辑输入字段对话框。6单击所有。  他从信息波导的列表将出现在字段列表中。7点击模式。  他计算模式对话框。8点击计算模式。  他全球数据：ADI方法对话框参见图9。9类型/选择以下内容：求解：   实模式：半矢量TE    图9：全球数据：ADI方法对话框  10在设置选项卡上，选择边界条件：诺伊曼。11选择出发场：高斯，然后单击属性。  他高斯场参数对话框参见图10。 12IN的高斯场参数对话框中，选择类型：用户定义的 0.13类型如下：中心X  米 ：0中心Y  米 ：-15半宽度X  米 ：3半宽度Y  米 ：3    图10：高斯域参数对话框  14单击OK确定。15单击计算器。模式。  他OptiBPM_M3Dsim窗口出现见图11。 注：为模态指数模式1为：。还可以看到在模拟窗口中的电场分布。    图11：计算模态指数和三角芯光纤的模场  下表对上述结果进展比拟与OptiFiber测试的有限差分法产生的模态指标。 模态指数ADI法                                有限差分的OptiFiber                             结果吻合得很好。所不同的是在10-6的顺序。